Φ22螺紋兩切分軋制生產(chǎn)實(shí)踐

溫健

(福建三安鋼鐵有限公司軋鋼廠,福建安溪 362411)

Φ22螺紋兩切分軋制生產(chǎn)實(shí)踐

溫健

(福建三安鋼鐵有限公司軋鋼廠,福建安溪 362411)

簡要介紹福建三安鋼鐵有限公司軋鋼廠Φ22螺紋兩切分軋制工藝,軋制過程中溫度、軋機(jī)張力、料型等工藝控制要點(diǎn),兩線差調(diào)整方法,導(dǎo)衛(wèi)安裝的關(guān)鍵性,并針對在Φ22螺紋兩切分軋制中發(fā)現(xiàn)的工藝故障、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等現(xiàn)象,提出解決的辦法和各個環(huán)節(jié)應(yīng)注意的問題。

兩切分 工藝控制要點(diǎn) 改進(jìn)措施

1 引言

所謂切分軋制技術(shù),即采用特殊的切分孔型或輔助切分手段,在軋制過程中使軋件在強(qiáng)烈的不均勻變形和強(qiáng)迫寬展的同時,沿縱向軋制成兩根或兩根以上截面相同或不等的軋件的材料加工新方法［1］。我國切分技術(shù)近年發(fā)展較快,日趨成熟,連軋棒材生產(chǎn)線已普遍采用切分軋制技術(shù)。采用切分軋制技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)提高生產(chǎn)效率,與單線軋制工藝相比,生產(chǎn)同樣的產(chǎn)品,機(jī)時產(chǎn)量較單線軋制可以提高50%-80%;(2)由于生產(chǎn)效率的提高,進(jìn)一步提升了經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、降低產(chǎn)品成本、減少能耗,噸鋼煤氣耗減少30%至40%,噸鋼電耗可以節(jié)約20%以上;(3)單線軋制的軋制速度越高,越容易出現(xiàn)紅鋼軋后穿水冷卻不均勻,倍尺彎曲,冷床上鋼位置相差太大,倍尺長度不穩(wěn)定等缺陷,相應(yīng)的工藝故障也越多,使用切分軋制后,部分規(guī)格由于軋制速度降低,實(shí)際生產(chǎn)過程中的噸鋼工藝故障率更低。

2 概述

三安軋鋼廠棒材生產(chǎn)線2008年11月份底正式投產(chǎn),設(shè)計年產(chǎn)100萬噸材,為提高Φ22螺紋機(jī)時產(chǎn)量,降低消耗,2011年開發(fā)了Φ22螺兩線切分軋制工藝,并從11月開始使用兩切分軋制工藝正常生產(chǎn),三安軋鋼廠棒材生產(chǎn)線成為福建省內(nèi)第一條成功開發(fā)Φ22螺兩線切分軋制工藝的生產(chǎn)線。三安軋鋼廠棒材生產(chǎn)線主要的工藝裝備有：步進(jìn)梁雙蓄熱式加熱爐;18架單獨(dú)傳動的短應(yīng)力軋機(jī)(粗軋、中軋、精軋各6架,呈平立交替布置,其中第16、18架為平立可轉(zhuǎn)換短應(yīng)力線軋機(jī),最大軋制速度：15m/s)。成品機(jī)架后設(shè)有三段穿水冷卻裝置、倍尺飛剪、裙板、冷床,自動計數(shù)系統(tǒng)及自動成型打捆機(jī)等。工藝布置如圖1所示。

3 Φ22螺紋兩切分軋制工藝情況

3.1 切分輪切分法

切分輪切分法是利用特殊孔型的軋輥,將軋件加工成準(zhǔn)備切分的形狀,再通過安裝在軋機(jī)出口側(cè)導(dǎo)衛(wèi)裝置中的一對切分輪上的切分錐,將軋件縱向分離。

3.2 Φ22螺紋兩切分精軋各道次孔型圖及料型控制情況

1#～13#為平輥無孔型,14#～18#孔型如圖2所示。

4 實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題及改進(jìn)措施

三安棒材生產(chǎn)線Φ22螺紋兩切分孔型是在Φ20螺紋兩切分孔型基礎(chǔ)上進(jìn)行修改設(shè)計的,整個孔型系統(tǒng)設(shè)計較為成熟,但由于控制、工藝操作等方面的原因,在生產(chǎn)中還是有遇到一些制約生產(chǎn)的問題,現(xiàn)就對存在的問題進(jìn)行分析。

4.1 兩線料型波動

軋件切分成兩根后,兩線金屬斷面積不可能完全控制相同,有一定量的差值,即線差。兩線料型差值的產(chǎn)生,一是會影響到成品兩線負(fù)差的均勻性,降低負(fù)差控制能力;二是兩線倍尺長度不均勻,增加螺紋切頭量及非定尺量。直接影響到一條棒材生產(chǎn)線的成材率、負(fù)偏差率、定尺率等重要指標(biāo)。其造成線差的主要原因有以下幾方面：(1)孔型設(shè)計不合理;(2)精軋機(jī)各道次槽孔磨損不均勻;(3)切分道次軋機(jī)輥縫調(diào)整不到位;(4)K1至K4道次兩側(cè)輥縫不同;(5)K3、K4進(jìn)口調(diào)整不到位等;(6)中軋出口料型波動。針對以上問題在Φ22螺紋兩切分軋制過程中采取措施如下。

(1)加強(qiáng)裝機(jī)質(zhì)量,保證K1～K4軋機(jī)兩側(cè)的輥縫基本一致。(2)加強(qiáng)導(dǎo)衛(wèi)的安裝精度,確保導(dǎo)衛(wèi)與軋制中心線的對中度,以及K3、K4進(jìn)口的開口度,采取K3、K4進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)定量更換制度。(3)明確要求各道次料型尺寸控制,特別是K5料型,保證平整并達(dá)到工藝要求的料型尺寸圖3(c)。K5料型出現(xiàn)過充滿(a)或欠充滿(b)情況,都會不利于軋制的穩(wěn)定性。例如：K5料型出現(xiàn)過充滿時,K4自然對中狀況不佳,料型不穩(wěn),易造成切分后兩線不均,調(diào)整困難;若K5料型出現(xiàn)欠充滿時,K4軋制不穩(wěn)定,容易在K4預(yù)切孔中發(fā)生料型扭轉(zhuǎn),造成K3不進(jìn)的工藝事故．并且欠充滿料型與K4進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)張開度不匹配,軋件在K4槽孔中產(chǎn)生左右飄移現(xiàn)象,使得兩線金屬分配不均勻,造成兩線差加大;同時由于K4、K3兩孔型壓下量不大,易造成軋件兩側(cè)充不滿、出現(xiàn)桃形料(如圖4所示)(K4孔型充滿度需達(dá)到90%),使得成品出現(xiàn)橫肋缺肉現(xiàn)象或者折疊現(xiàn)象。

(1)K1、K2、K3、K4軋槽采用高壓水冷卻,減少軋槽的磨損量。采取K1至K6軋槽定量更換制度,雖然提高了換槽頻率,犧牲部分軋輥的使用壽命,但是保證了軋制過程中都是使用沒有較大磨損的軋槽,各道次料型更加穩(wěn)定。

(2)調(diào)整線差的主要方法是通過K4進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)的調(diào)整,使得K4預(yù)切時兩線金屬分配均勻。因此我廠在K4進(jìn)口底座上加裝微調(diào)機(jī)構(gòu)(圖5),以便在觀察到K3與K2、K1與K2間活套的高度差波動較大時,能及時對料型進(jìn)行在線微調(diào)。

(3)優(yōu)化粗、中軋料型,將11#出口料型由原來的方型改為39X55mm的扁形(注：為了降低電耗,12#機(jī)處于空過狀態(tài)),同時將13#進(jìn)口由原來的滑動進(jìn)口改為雙排導(dǎo)輪的滑動進(jìn)口,通過料型及導(dǎo)衛(wèi)的優(yōu)化,將原來方型料進(jìn)13#機(jī)易發(fā)生扭轉(zhuǎn)而導(dǎo)致13#機(jī)出口料形不穩(wěn)定造成兩線差較大的現(xiàn)象杜絕。

目前,我廠Φ22螺紋兩線差控制較理想,兩根尺寸相差不多,倍尺長度極差在150mm以內(nèi),負(fù)偏差率極差基本控制在0.5%以內(nèi)。

4.2 K3出口切分導(dǎo)衛(wèi)粘渣

在Φ22螺紋兩切分軋制過程中,K3出口切分導(dǎo)衛(wèi)粘渣,容易造成K3出口堆鋼事故。經(jīng)過多次摸索分析,原因有以下幾點(diǎn)：

(1)切分導(dǎo)衛(wèi)與軋制中心線不對;(2)切分輪間隙調(diào)整不合理;(3)導(dǎo)輪冷卻水不足;(4)上道次來料料型不均。

針對這些問題,我們分別采取了以下措施;

(1)提高整機(jī)質(zhì)量確保切分導(dǎo)衛(wèi)中心與軋制中心線在同一線上;(2)重新調(diào)整切分輪間隙在1mm左右;(3)增加新的冷卻水管專門冷卻切分輪,同時制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),定時檢查切分輪運(yùn)行情況,發(fā)現(xiàn)異常(冒火花等)及時停機(jī)檢查;(4)制定了換輥換槽制度,杜絕了由于K4、K3軋槽過渡磨損,使得連接帶過厚,造成切分輪撕開軋件時毛刺多而粘連形成結(jié)渣的現(xiàn)象。

表1 三安軋鋼廠棒材生產(chǎn)線Φ22螺兩切分生產(chǎn)指標(biāo)統(tǒng)計

圖1 棒材車間平面布置圖

圖2 13#-18#孔型圖

圖3 K5料型

圖4 K3軋件欠充滿時橫截面形狀

圖5 K4進(jìn)口底座

圖6 22 扭轉(zhuǎn)導(dǎo)衛(wèi)(改前) (改后)

圖7 22 K3出口鼻錐(改前) (改后)

圖8 22 K2出口料形

目前我廠因K3出口切分導(dǎo)衛(wèi)結(jié)渣,造成K3出口堆鋼的事故率已大大降低(2014年一季度零堆鋼)。

4.3 K1與K2間堆鋼事故多

在Φ22螺紋兩切分軋制生產(chǎn)過程中,通過對工藝故障的不斷摸索,發(fā)現(xiàn)K1與K2間堆鋼事故的原因主要集中在以下幾方面：

(1)K2出口采用扭轉(zhuǎn)導(dǎo)衛(wèi),然而出口扭轉(zhuǎn)導(dǎo)衛(wèi)的導(dǎo)輪開口度以及扭轉(zhuǎn)角度設(shè)置不合理,使得紅鋼扭轉(zhuǎn)不夠或扭轉(zhuǎn)過頭,造成K1不進(jìn)堆鋼;(2)K1進(jìn)口粘渣和K2出口頭部料型連鐮刀彎,造成K1不進(jìn)堆鋼。

針對這些情況我們我們做了如下改進(jìn)：

(1)根據(jù)料型、K1與K2軋機(jī)間距離以及生產(chǎn)實(shí)際情況進(jìn)行模擬計算,并設(shè)定了較合理的扭轉(zhuǎn)角度和扭轉(zhuǎn)導(dǎo)輪開口度(如圖6);(2)對K1進(jìn)口加裝冷卻水系統(tǒng),并加強(qiáng)班中對K1進(jìn)口的檢查力度。

4.4 成品表面質(zhì)量問題

(1)在Φ22螺紋兩切分軋制過程中,有斷斷續(xù)續(xù)的在成品頭部出現(xiàn)凹坑及夾雜現(xiàn)象。經(jīng)檢查,在K3出口活套通道內(nèi)及旁邊地面上有發(fā)現(xiàn)大量近似三角形的鐵塊,通過觀察分析,發(fā)現(xiàn)此三角形鐵塊為K3出口紅鋼頭部脫落,脫落的鋼塊帶入到紅鋼頭部,經(jīng)過K1、K2軋制后脫落造成成品凹坑現(xiàn)象。經(jīng)過分析討論及生產(chǎn)實(shí)踐摸索,得出此三角形鋼塊出現(xiàn)的主要原因?yàn)椋篕3出口舌尖尺寸太大,造成K3出口紅鋼頭部飄動較大,紅鋼頭部進(jìn)入K3出口切分輪不正,經(jīng)K3出口切分刀切分,致使紅鋼經(jīng)過K3出口后出現(xiàn)三角形鋼塊脫落。在后續(xù)的生產(chǎn)中,我廠將K3出口鼻錐內(nèi)孔尺寸改小后(如圖7),此問題徹底解決。

(2)兩切分軋制的Φ22螺紋成品材橫筋有缺肉充不飽現(xiàn)象。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是由于紅鋼經(jīng)K3切分后,完全撕裂的兩線紅鋼均有受到一個切向的切分力,受到切向力作用的紅鋼經(jīng)K2軋制后出現(xiàn)K2單邊充不飽的現(xiàn)象(如圖8),使得成品材兩線均有出現(xiàn)一面橫筋有缺肉充不飽現(xiàn)象。在后續(xù)的生產(chǎn)中,我廠嘗試在K2進(jìn)口上使用滾動導(dǎo)衛(wèi),使用滾動導(dǎo)衛(wèi)后,此問題解決,但是滾動導(dǎo)衛(wèi)使用壽命太短。主要是由于紅鋼受切向力作用,使得滾動導(dǎo)衛(wèi)長時間受到紅鋼擠壓以及磨損,使得滾動導(dǎo)衛(wèi)在短時間出現(xiàn)粘渣或?qū)л喴约皩?dǎo)輪軸承損壞的現(xiàn)象。目前我廠在K2進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)上采用滑動進(jìn)口,同時盡量減小進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)內(nèi)孔尺寸上,加強(qiáng)檢查,及時更換,橫筋缺肉充不飽現(xiàn)象得到一定的控制。

5 目前我廠22mm螺紋鋼的主要生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

從表1可以看出：通過Φ22螺切分軋制工藝的改進(jìn),平均日產(chǎn)提高18.8%,噸鋼電耗下降了11.56kwh/t,經(jīng)濟(jì)效益明顯增強(qiáng)。

[1]劉石屹.淺析三切分軋制技術(shù)在棒材軋機(jī)上的應(yīng)用.

[2]魯皙,朱長華.切分軋制技術(shù).

[3]姜振峰.切分孔型系統(tǒng)設(shè)計實(shí)踐與分析.軋鋼,2003(2).